内河浅吃水船舶设计节能减排技术策略

摘 要 航运业是运输行业中主要的运输方式之一，随着可持续发展战略要求的提出，越来越多的人们开始关注船舶节能减排的问题。船舶节能减排的设计不仅可以降低运输及生产成本，同时还保护了环境，因此对于节能减排船舶的设计具有重要的意义。本文对内河船舶节能减排现状以及节能型船舶发展趋势进行分析，提出了船舶节能减排的技术策略，希望可以为船舶节能减排设计提供有意义的参考。

关键词 船舶；节能减排；环保

中图分类号U66 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）114-0107-02

0 引言

船舶的碳排放具有移动性、跨区域性、无界性等特点，为了响应国家环境保护的要求，船舶的设计开始向着节能减排的方向发展，随着科学技术的进步节能型船舶的设计已经取得了一些成就，但是仍然存在一些问题，本文就节能型船舶的发展趋势和研发中存在的问题进行分析，同时提出了船舶节能减排的技术策略。

1 航运业碳排放和节能减排的现状

1.1 航运业碳排放现状

相对于其他运输方式，航运业是比较环保、节能的运输方式，因此航运业的碳排放的问题一直被忽视。通过比较航运业和其他运输行业的碳排放，可以看出航运业的碳排放量最小，但是这并不意味着航运业不需要进行减排，目前越来越多的国家开始注视航运业的减排问题。对于中国，交通运输业是油品消费较大的行业，其中航运业占的比例较大，因此航运业的碳排放总量较低，但是增长速度却超过了其他行业。

1.2 航运业节能减排的现状

随着可持续发展战略的提出，我国通过制定节能减排的具体目标和措施，使得航运业在节能减排方面取得了一定的成绩，但是在航运业的节能减排中仍然存在一些问题：节能管理机制不健全，不协调；缺乏市场经济的刺激政策和手段；基础工作不到位；能耗控制机制不完善；节能信息服务不完善等。

2 节能型船舶的发展趋势和在研发中存在的问题

2.1 节能型船舶的发展趋势

目前节能减排已经成为船舶行业关注的重要问题，选择节能型船舶是节能减排的重要因素。选择节能型船舶需要坚持的两个原则：1）根据不同的地形，不同河流，选择不同的节能型船型；2）根据经济效益因素选择不同的节能型船型。节能型船舶除了船型、螺旋桨等因素影响节能外，还存在许多因素，比如航速和外界条件等。

2.2 节能型船舶在研发中存在的问题

1）政府支持力度不够

节能型船舶的研发与推广需要大量的资金，因此节能型船舶必须得到政府的大力支持才能取得明显的进步，但是部分政府对于节能型船舶的环保作用认识不到位，并没有给予资金以及政策上的支持，这是节能型船舶在研发中存在的主要问题。

2）节能环保意识不强

人们对于环境保护的意识不强，必须依靠宣传才能增强节能减排的意识。节能型船舶的宣传力度不够，导致决策者以及船东对节能型船舶的认识不够，从而影响节能型船舶的研发和推广。

3）短期经济利益的影响

节能型船舶的造价较高，受经济利益的影响，大多数船东会选择造价低、短期经济效益高的船舶，一般不会选择造价高的节能型船舶。

4）基础设施的制约

目前我国中一半的航道存在机械化程度低、技术条件差、工作效率低等问题，这些问题影响大型节能型船舶的推广。

5）缺乏法律保障

近年来环境污染日益严重，需要利用法律对环境保护进行制约，目前船舶的能耗对环境污染造成的影响非常的大，由于缺乏法律保障，对于环保型船舶没有明确的规定，导致节能型船舶推广受到阻碍。

3 内河船舶节能减排的应对措施

船舶的节能技术需要从以下几个方面进行考虑：降低船舶阻力、提高推进效率、优化系统配置、节能设备的应用、新型能源的开发与利用。

船舶的减排技术应该从以下几个方面进行考虑：通过节能进行减排、船舶整体设计、设备配置的问题、使用的燃油。

3.1 降低船体的阻力

对船体进行低阻力线性设计可以起到节能降耗的效果。低阻力线型设计如图1所示，主要包括总体设计优化和线型优化，经过验证，低阻力线型能够节约1%～3%的能源。除了对船体进行低阻力线型设计可以减少船体的阻力以外，船体表面也可以进行减阻处理，主要包括减阻涂料和气泡减阻两种方法。其中气泡减阻是利用空气的概念，并且气泡减阻已经在船舶中得到应用。利用涂料进行减阻可以节省4%～8%的功率，目前已经运用到大型集装箱上，但是还没有应用到小型和散装船。

图1 低阻力线型设计

3.2 提高推进效率

提高船体的推进效率技术包括改善尾部设计、采用主机设备两种方法。其中改善尾部设计主要是指加装螺旋桨，采用曲角舵以及加装舵前缘整流体等方法。利用主机降低功率，可以降低船舶的燃油率，采取这项技术可以节省3%～6%的能源消耗。

3.3 利用废热进行节能减排

船舶运行过程中会产生大量的热量，大多数以热辐射和热交换以及废气的形式消耗掉。采用废气再利用技术不仅可以节约能耗，还能起到环保的作用，由于对于废热再利用的技术较为复杂，因此在大型集装箱船中的应用较多。

3.4 燃油使用方法的改变

在船舶中采用轻质低硫燃油和燃油乳化技术，都可以起到减排的目的。利用燃油乳化技术降低了燃油的燃点，从而降低了碳化物的形成，起到了减排的目的，在新船上采用这项技术比较实用。

3.5 对船舶进行压载水处理

对于船舶进行压载水处理主要包括两个方面：采用压载水处理装置；研发无压载水船舶。在压载水处理方法中，分离加化学消毒方法应用较为广泛。将压载水处理系统应用到船舶上面临几个问题：增加了生产成本；选择合适的位置来满足设备的需求；达到防爆要求等。无压载水船舶的研究已经得到人们的广泛关注，并且取得一定的成就，但是仍存在部分技术问题，因此今后对无压载水船舶的研发具有重要意义。

4 结论

通过本文对航运业节能减排现状的研究可以看出我国在创建节能减排的航运业中存在部分问题，发展航运业的低碳排放以及节能减排是我国航运业面临的一个挑战。随着我国环境保护力度的加强以及节能型船舶研发力度的加大，我国船舶节能减排技术将会逐步完善，推动航运业的发展和进步。

参考文献

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